深圳高精度直线电机选型（天津松正技术大咖为你讲解发卡电机的设计原理）

Q：请霍总先为大家大致介绍一下目前发卡电机的研究现状，下面我们就来聊聊关于深圳高精度直线电机选型?接下来我们就一起去了解一下吧!

深圳高精度直线电机选型

Q：请霍总先为大家大致介绍一下目前发卡电机的研究现状

答

霍：首先呢，这个新能源汽车行业，到这些车企他们对于这个电机的要求也越来越严格，对于电机的成本。要求越来越低，功率密度的提升也越来越高，特别是在国家的2025发展规划里面，有这个2020年要达到3.5KW每升，2025年达到4KW每升的这种要求。

霍：恩，第三一个是轻量化的一个问题，纯电动的车企对整车的轻量化也是要求越来越严格，所以说大家都对这个轻量化的要求越来越高。第四一个就是这个小型化，这主要体现的就是这种PHEV的车型上。纯电动的乘用车车，对这小型化的要求，没有这个PHEV的这么紧迫。恩，所以说，从这几个方面来说，目前，圆线电机，越来越难满足这些车企的要求。所以说扁形电机也就越来越受到，各个企业的这种重视。

霍：从目前来看，外资企业，像这种丰田呀，本田，日历，包括伯格华纳和宝马等等，包括通用，当然都在布局这种扁线电机。据我了解国内的企业向我们松正，包括华域电动也有扁线电机的这种研发和生产的能力。像长城汽车，包括浙江方正呀等等也都在做这种产业化的布局，所以说从各个方面来看扁线电机已经成为这个新能源汽车的一个发展的必然的一个方向。

霍：另外一个就是扁线电机，从技术的发展来来看。它由最开始的每槽四线，到后来的每槽六线，甚至是八线及十二线的各种电机，都有。当然，线数越多，它的优势也就越来越小。从目前来看，六到八线的基本上就能满足大部分的这种需求。如果线数再增加，槽满率与这个原线的比优势会越来越小。所以说也就是，我个人认为，八线以下的电机比较有优势。

霍：另外一个就是从国外的像这个沃蓝达，他们从第一代就开始采用这种扁线电机，从第一代到第四代全部采用这种扁线电机。从第四代开始，它是由这个每槽四线升级到了每槽六线，这样子可以调整更灵活，相对四线来说调整更灵活。所以说未来这种六线的电机会是与四线的相比会更有优势。

霍：前面就是我介绍的主要是它的一些发展前景和优势吧。就是，恩，有介绍的不好，大家也多多包涵。

问

Q： 霍总，请问线圈在扭转成型的时候，怎么避免漆包扁线和绝缘纸的损伤？

答

霍：这个就是与您的工装以及设备的设计关系了，当您的工装设计比较好，精度比较高的情况下，损伤会非常的小甚至是不会损伤这个就绝缘漆膜，这是为什么扁线电机需要高精度的这种设备。目前国内做这一块还是比较欠缺的。

问

Q：请问霍总，天津松正用的哪家的生产线？谢谢！

答

霍：目前我们的生产线是我们自主研发的，我们引进了一些国外的技术。然后通过与他们进行这种联合设计，然后使我们的产线达到了一个最优的状态。

问

Q：请问贵司采用得氩弧焊还激光焊接发卡铜线端部？

答

霍：嗯，具体采用什么焊接，就是氩弧焊和激光焊都可以焊。这个主要看您的设备，如果您设备设计的是氩弧焊那就采用氩弧焊。如果您设计的是激光焊就采用激光焊。激光焊相对来说速度会更快一些。

问

Q：假设电机的最高转速数12000rpm，那大概从多少转开始，发卡电机的效率会比圆铜线的效率低呢？

答

霍：这个1W2000转的电机，这个主要与设计有关系。如果您选择的这个，硅钢片和这个铜导线，都是比较好的话。它的这个效率还是要比原先的高。它主要集中在这种非常高的转速，比如说1W6到1W8的这种可能效率会低一些，主要就是这个铜导线的这种集肤效应，造成它的这个电阻率会提高，所以说它的效率会相应的降低。但是由于它的这个截面积会比较大，所以说，这个和您的电机设计还是有关系的。

霍：另外一个就是，如果您设计电机时，您设计的这个导线的电流密度非常高，那它的这个效率就会降低。

问

Q：是不是说扁平线电机的电流密度会高一些？

？

答

霍：扁铜线的电机的电流密度相对原先的来说，是可以提高一些。随着他的这个功率密度也是能够提高的。因为发展性能更好，所以它的功率电流密度可以提高。

问

Q：那么接下来一个问题，想必是大家都比较关心的，那就是我们发展发卡电机的最大的制约因素是什么？请霍总为我们详细解读一下。

答

霍：刚才我提到的这些缺点呢，其实也就是制约我们这个发卡电机的它发展的一些因素吧，除了上面那些因素以外呢，另外还有一个就是这个专利的壁垒因素。从这个，目前来看，国外在十多年前就已经开始在这个新能源汽车布局这种扁线电机了，从这个公开的资料以及这个专利网站上面可以查到的专利来看，主要集中在这个像日本呀，欧美等这些国家的企业它们在中国的这种专利布局。所以后面在这个专利壁垒里面，是我们目前不好过的一个坎儿。

霍：第二个问题就是这个刚才提到的设备以及这个设计这一块，电机的设计呢，目前都是，电机厂家把电机设计出来以后再去和设备厂进行沟通。这样子就导致，电机设计人员不了解设备的制造，加工难度，而这个设备厂也不了解电机的这个制造。所以说这也是制约这个发卡电机的一个发展的因素。因此我认为，就是后面需要电机设备厂和电机设计人员有一个频繁的沟通和互动，来了解这个，相互进行这种修改和设计，达到一个最优的状态。

霍：第三个就是这个材料。这个材料，我认为就是，目前中国的这个扁铜线，它的绝缘性能还不是很好，特别是这种高温，耐电晕等等这些性能，它的绝缘性能会变差，这也是制约这个扁线的发展的一个因素。

问

Q:请问霍总，贵司有实现扁铜线电机量产吗？

答

霍：我先来回答第一个问题，就是我们的扁线电机，目前已经量产了。主要是在商用车领域。功率是在峰值250KW的这种电机，以及峰值扭矩在2800纽到3000纽的这种电机，已经是量产的。

问

Q：请问，同相两根导体间是否需要匝间绝缘纸？

答

霍：刚才我看上面有问到的就是两根导线之间是不是需要有聚氨酯。这个我觉得我认为是与这个电机的设计，就是您的这个导线的材料的选择有关系，如果您选择的是那种耐电晕和绝缘性好的导线，就不需要增加绝缘纸。如果要是导线性能不好，就需要增加这层绝缘纸，但是在增加绝缘纸以后它的唐满率就会降低。

问

Q：那么请问霍总，发卡电机在新能源汽车中的应用前景及发展趋势有哪些？

答

霍：刚才介绍的就是这个发卡电机在新能源车中的一些应用前景及这个发展的一些趋势。接下来呢，我给大家介绍一下就是它的一些优缺点吧。

霍：发卡电机的，虽然优点很多，但是也有它的一些缺点。现在下面儿我先把它的一些优点简单地给大家介绍一下。它的优点，主要就是体积小，成本低，再就是效率比较高，散热性能好，温升比较好，噪音小。我就从这几方面先给大家介绍一下。

霍：先说这个，体积小，这一块儿。主要是发卡电机它的这个槽满率比较高，所以说它在相同功率和相同性能的情况下它的这个电机所用的铁的材料，以及这个永磁铁的材料会比较少。所以说它占用的空间也会更小。另外一个就是它的端部尺寸，比较小。随着它的这个定子总的长度比较小。再一个是它的这个，铜和铁的用量也比较少。

霍：第二就是，温升比较小，这个主要体现在散热这一块儿。扁线电机与圆线电机相比，接触面积会更大一些。再有就是铜铝铁的接触比较多，再有就是它这个，温度的传递过程也会比较好，另外一个就是端部的尺寸，比较短，所以说它的这发热量会比较少。发热量少的同时它的散热在好的情况下，它的这个功率密度能够有进一步的提升。

霍：第三就是，就刚才提到这个端部尺寸短，端部尺寸短这块呢，它主要是，与圆线相比，我们测算出来可以小大概20%左右。这样子，它的这个，端部无效的铜损会减小，相应它的效率就会提高。我们对比下来，它的效率能提升百分之一到百分之一点五。也就是它的最高效率能做到九十六以上，最高甚至做得好的电机可以做到百分之九十七。再一个就是，电磁噪音比较低，因为这个扁线电机呀，它采用的是这种，巨型线，它的这个刚度非常好，所以说，它能够产生更小的噪音。

霍：所以更有利于这个减小它的这个电枢的噪音。另外一个就是，由于它的导线是插到定子铁心里面去的。所以说在做这个，槽口的设计的过程中可以有效的减少这个槽口的尺寸，甚至极限的，如果电机设计的比较好的话，可以采用这种闭口槽的设计，这样可以进一步减少这个电机的电磁噪音。

霍：采用油冷以后，可以降低这个系统的成本减轻这个电机的体积，同时减轻系统重量，满足这种客户的要求。

霍：恩，另外一个就是，它特别适合于做油冷。相对于这个圆线来说，扁线电机做油冷的空间会更好，因为扁线电机的线间距比较大，所以说采用油冷散热的话，导线与散热油有更大的接触面积，所以它的散热性能会比较好。目前这种PHEV的这种车型，采用的都是扁线电机的这种油冷的方案，随着集成度越来越高，也会越来越有利于油冷散热，特别是在未来的这种三合一的纯电动系统里面，将会逐渐的由这种水冷向油冷的方向转变。

霍：另外还有一个就是这种圆线电机和扁线电机相比呢，它的有时是比较多的，但是它也有很多的缺点，后面我把它主要的缺点也给大家简单的介绍一下。

霍：第一个缺点就是这个设备的要求非常高。咱们知道这个电机我设计出来比较简单，但是，难点是在设备，也就是难的是在制造上。它的工艺厂工艺非常复杂，并且它的这个，对设备的精度要求特别高。如果单纯的靠人工绕着是实现不了的，所以必须要有。做样机也需要有专业的设备来做。这样的话，我们就会导致我们在做这个产品的时候儿，要首先要有这种可靠的设备，如果没有设备，这个产品是没办法进行量产的。

霍：从目前来看，目前做发卡电气设备的，主要是集中在这种日系，德系以及这个欧美的一些厂家，国内做的还比较少。像日本的这种生产线，比如说像小田园等等他们的生产线，目前，基本上是对中国进行封锁的，中国是买不到这种生产线的。能买到的，现在只有像意大利的以及像德国的生产线，目前还可以买到，但是价格非常的贵。恩，一般情况下没有大规模的这种量产，很少有厂家去采购。

霍：第二个呢，就是这个它的这个集肤效应。这种扁铜线它的这个和圆铜线相比，它的表面积要比圆铜线小很多，所以它在高频的情况下，它的损耗会增加。特别是随着电机转速越来越高，它的损耗会越来越大，这就是它的与圆线电机相比，不占优势的地方，也就是它的缺点。

霍：第三个那是对这个导线的要求比较苛刻。特别是这个铜线，因为在这个锯型的扁铜线里面，它在折弯的时候会有一定的反弹，不像普通的圆线，扁线它是有回弹性的。在设计过程中，需要我们注意的，要考虑设备的设计，要把它做好。

霍：另外一点儿它不好的地方就是它的这个系列化，比较困难。因为这个扁线电机呢，一般情况下它定型以后很难再进行修改。所以说，它做系列化的情况下是非常难的。目前来看，就相同功率的电机，圆线的这种会比较好调整，在不改变材料成本的情况下，满足不同客户的这种转速转矩以及电流的要求。而扁线电机在相同功率下基本不能调整或者很少调整，扁线电机的系列化只能调整电机的叠厚以及绕组每槽的线数，在电流不变的情况下，只能调整增加或减少碟片的厚度，来调整电机的功率和转矩。所以说这个扁线电机的系列化，更多的是这种功率的系列化。

霍：扁线电机的优缺点，我大概得就简单的介绍这么多吧。

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